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해양 예보기술 개발사업 기획연구

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Academic year: 2023

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제1절 권역해상거동통합해양환경부표관측망(KOONET) 구축. 국가 간 해양정책 대응 수립을 위한 과학적 데이터 획득

수요자 관점의 필요성

관찰 데이터 수집 및 데이터 동화가 필수적입니다. 데이터 동화(Data 동화): 관측 데이터를 모델과 결합하여 수치 모델을 통해 현상 재현의 정확성과 예측 능력을 향상시키는 기술입니다.

해양 예보

이는 대기장에 비해 실시간으로 관측되는 해양자료가 부족하기 때문이다. 즉, 해양예측시스템을 구축하기 위해서는 데이터동화기법에 대한 연구가 선행되어야 할 과제이다.

그림 2 해양예보체계 개념도
그림 2 해양예보체계 개념도

해양지수

해양환경 역시 기후변화에 따른 해양생태계 변화와 인간에 의한 토양오염에 따른 영향에 초점을 맞춰 연구되고 있다. 즉 해양선진국들은 바다를 통한 지속가능한 발전을 위해 해양생태계에 중점을 두고 있는 것이다.

그림 4. 해양환경 관리 대상 (수질, 생물, 기후)의 상호 관계
그림 4. 해양환경 관리 대상 (수질, 생물, 기후)의 상호 관계

해양 예보 분야

미국 NOAA/MMAB/ROFS 연안 해양 예보 시스템의 개략도. 이 예산은 전적으로 해양 예측 모델 개발에만 사용됩니다.

그림 6 미국 NOAA/MMBA에서 제공하는 예보모델 정보 서비스의 예 (왼쪽:
그림 6 미국 NOAA/MMBA에서 제공하는 예보모델 정보 서비스의 예 (왼쪽:

해양 관측

이는 광범위한 해양연구의 조기 필요성을 강조하는 부분이다. 호주 IMOS 프로젝트를 위한 해양관측 네트워크 구축의 개략도.

그림  11.  미국  OOI의  대형  관측망  사업.  VENUS,  NEPTUNE  US  및  NRCOOS, NEPTUNE Canada를 예로 보여주고 있다.
그림 11. 미국 OOI의 대형 관측망 사업. VENUS, NEPTUNE US 및 NRCOOS, NEPTUNE Canada를 예로 보여주고 있다.

해양지수

수질환경지수는 다양한 물환경 데이터를 단순화하고 비교하는 것을 목적으로 개발되었습니다. 캐나다의 퇴적물 환경 권장 사항은 전 세계에서 사용되는 다음 접근 방식을 평가한 후 확립되었습니다.

그림  16.  호주  (Moreton  Bay)의  해역  생태계  건강성  평가  결과의  예
그림 16. 호주 (Moreton Bay)의 해역 생태계 건강성 평가 결과의 예

해양정보 서비스

국립수산과학원의 해양데이터 서비스 현황입니다. 한국수로해양원의 해양자료 서비스 현황. 대학 및 연구기관의 해양데이터 서비스 현황.

그림 17. 국립수산과학원의 해양자료 서비스 현황.
그림 17. 국립수산과학원의 해양자료 서비스 현황.

해양모델 연구 현황

컴퓨팅 자원 인프라에 대한 국내 수치 연구. 전구해양모델은 한국해양연구원과 국립기상연구소에서 운영하고 있습니다. 마지막으로 해양모델 분야의 컴퓨팅 자원 인프라를 확충해야 한다.

해양 자료동화 기법

네이티브 해양 데이터 동화 기술 인력 연구 인프라. 시설면적(해상도) 데이터동화기술 참고사항. 해양 데이터 동화 기술의 연구 방향을 개선합니다.

표 6. 국내 해양자료동화기법 연구 인력 인프라
표 6. 국내 해양자료동화기법 연구 인력 인프라

지역해 통합 해양환경 부이관측망 구축

세계적 수준의 조선산업을 육성하기 위해서는 철강, 기계, 전자 등 기초기술의 인프라 구축이 필요한 것처럼, 해양예측 및 정보서비스 수준을 제공하기 위해서는 대규모 관측기술, 수치모델링 기술 및 데이터가 필요하다. 선진국의 가공기술 등 기초요소기술을 개발한다. 본 기획연구에서는 해양예측요소기술을 4개 부분으로 나누어 사업을 계획하였다. 해양 예측 수치모델 및 예측력 향상을 위한 데이터 동화 기술 확보

지역해 자료동화 접합 예보모델링

생성된 데이터의 지수화 및 시계열 변동성. 관측망 및 예측모델 운영, 데이터 검증, 정보 제공 등을 담당하는 전문기관을 확보한다.

환경변동성 시계열화 및 해양지수 개발

국가 해양예보센터 구축

해양예보 서비스 목표

광역해역 내 해역에 망망통합환경부이관측망(KOONET)*을 구축한다. 해저지진계는 동중국해 남단과 발트해 일부 관측부표에 부착돼 있다.

필요성

최종목표

연구개발의 내용

년도별 연구 수행 내용

기술 분석

시스템 계측 및 제어장치 -국내조달 : 각종 센서(센싱장치)와 센싱제어기술(원격통신제어, 발전기 및 배터리제어 등)의 집적화 4. 자동감지부표의 센싱장치 선정시 고려사항 체계. 수중 감지 센서는 유도 모뎀을 사용하여 감지 데이터를 실시간으로 처리합니다.

그림 23. NDBC의 계류 부이 프로그램(NOAA).
그림 23. NDBC의 계류 부이 프로그램(NOAA).

기술분석

예측 모델링, 데이터 분석 및 정보 서비스를 위해 전용 전산 시설이 필요합니다. 그러나 4차원 변이동화 기법에서 최소비용함수를 얻기 위해서는 예측모델에 해당하는 연관모델을 생성해야 한다. 대표적으로 앙상블 칼만 필터(Ensemble Kalman Filter)는 다수의 해양 모델을 Ensemble에서 구동시켜 데이터 동화에 대한 출력과 입력을 이용하여 배경 오차 공분산을 계산하는 방식이다.

그림 33. 자료동화 기술수준.
그림 33. 자료동화 기술수준.

최종 목표

해양정보 서비스 시스템 구축 및 국립해양예측센터 기능으로 흡수 국가해양생태계지수와 해양지역별 생태계지수와의 관계. 이전에 명명된 국립해양예측센터 또는 국립해양작전센터의 기능 개요.

그림 35. 국가해양생태계지수와 해역별 생태계지수 관계.
그림 35. 국가해양생태계지수와 해역별 생태계지수 관계.

과제 수행 전체 로드맵

조건부 명칭) 해상예보법 시행 : 해상예보법이 없기 때문에 사업 모멘텀이 약하므로 이를 뒷받침할 법적 구제책을 마련한다. 이는 해양예보관이 현재 전문화된 기상예보 분야에 진출할 수 있도록 자격요건을 완화한 것이 아니라 해양예보관을 기상예보관 수준으로 양성하기 위한 것이다. 서태평양 및 지역해역 심해공동관측망 구축 계획

지역통합해양정보생산시스템 개발

투자 소요액

기획 방향

기획 세부과제 완료 후 해양서비스 목표

해양 예측 모델을 실행하고 결과를 시각화합니다. 연구내용 ∙ 해양관측자료와 해양예보모델 출력자료의 시계열 통합. 사업명 국립해양예측센터 건립사업.

이산화탄소 연속 자동관측

황해와 남해의 이산화탄소를 지속적으로 자동 모니터링하는 해양. 이산화탄소 자동 모니터링 관련 기술 분석. HAB 오일(측정/수집) CytoBuoy Jelly Fish Oil(측정) SIPPER AUV. 1) 이산화탄소 자동 모니터링 장비.

그림 38. 부이에서 관측된 연속 관측자료(Chavez et al. 1997).
그림 38. 부이에서 관측된 연속 관측자료(Chavez et al. 1997).

해양 수질 모니터링

이들 오염물질은 극소량 발생하기 때문에 온라인 모니터링이 불가능하며, 샘플링 단계에서도 농축하는 방법을 채택하고 있다. 최근까지 가장 많이 연구된 샘플러는 광범위한 오염물질에 적용 가능한 SPMD였습니다(그림 49). 오염물질의 옥탄올/물 분배계수에 따른 적용 가능한 패시브 시료채취기의 종류.

그림 47. 온라인 자동분석기의 기본적인 모듈.
그림 47. 온라인 자동분석기의 기본적인 모듈.

생물요소 자동 모니터링 시스템

이 보고서는 해양수산부에서 시행한 해양과학기술연구개발사업의 연구보고서입니다

이 보고서 내용을 발표할 때에는 반드시 해양수산부에서 시행한 해양과학기술연구개 발사업의 연구결과임을 밝혀야 합니다

Gambar

그림 2 해양예보체계 개념도
그림 3.  국가해양지수의 세부 구성지수
그림 5. 기획 사업의 로직 모델
그림  7.  미국  NOAA/MMAB/ROFS  연안  해양예보시스 템의 개요도.
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Referensi

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ICT 기반 소형의 연안역 해양 환경 관측 시스템 개발 Development of compacted environmental measurement system for coastal area using ICT 2018... 본 보고서를 『ICT 기반 소형의 연안역 해양 환경 관측 시스템 개발』과제의 최종보고서로

세부과제 구분 ○ 지역기후모델링을 통한 한반도 주변해 미래변화 전망 제시를 통한 해양분야 IPCC 활동 및 평가보고서 기여 활성화 방안 제시라는 기획연구 목적을 달성하기 위하여 두 개의 세부과제를 구성하기로 함 - 세부과제 I: 북서태평양 지역기후 통합모델링 시스템 개발 - 세부과제 II: 한반도 주변해 미래기후 상세영향 평가